Orientador: Amauri Hassui / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-26T12:29:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_LuisAntonio_M.pdf: 7325377 bytes, checksum: 3508593610f7af7aa2e9b0fb82eac784 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O fresamento consiste em um processo de usinagem no qual a peça a ser usinada é efetua os movimentos de avanço contra uma ferramenta cilíndrica rotativa com várias arestas de corte. No processo de fresamento o corte é considerado crítico, pois neste momento as variações de temperatura e força resultam em danos nas superfícies das peças, podendo comprometer o seu desempenho. Com isso, vários estudos buscam alternativas que visam explicar as ocorrências desses defeitos. Esse campo é conhecido também como Integridade Superficial. Este trabalho tem por objetivo avaliar as influências das condições de usinagem na integridade de superficial do aço inoxidável 15-5PH. Para isso foram feitos ensaios de fresamento utilizando fresa de facear com pastilhas redondas, geometria neutra e positiva, novas e em fim de vida. O fresamento foi discordante, com dois níveis de avanço por dente (fz = 0,15 e 0,25 mm/dente) e dois de velocidade de corte (vc = 170 e 195 m/min). Posteriormente foi avaliada a rugosidade 3D, dureza e feita a microscopia eletrônica da superfície e subsuperfície da peça usinada. Os resultados obtidos demonstram que utilizando uma ferramenta da classe (M40), com a geometria M-MM (positiva) com cobertura de MTCVD, obteve-se uma rugosidade melhor que a (M25). Foi possível também evidenciar os defeitos gerados na superfície usinada com a utilização do (MEV), microcavidades, sulcos gerados por microcavacos, repasse da ferramenta e resto de material / Abstract: Milling is a machining process in which the workpiece makes feed movements against a rotating cylindrical tool with multiple cutting edges. In the milling process the cut is considered critical because at this time the temperature and force variations result in damage to the surfaces of the workpiece, which can compromise their performance. Consequently, several studies aim to explain the occurrences of failures. This field is also known as Surface Integrity. This work aims to evaluate the influence of machining conditions on the surface integrity of stainless steel 15-5PH. In order to do so, milling tests were carried on using face mills with round inserts, neutral and positive geometry (new and in the end of tool life). Up milling condition along with two levels of feed per tooth (fz = 0.15 and 0.25 mm/tooth) and two cutting speeds (vc = 170 and 195 m/min). Later, the 3D roughness and hardness were evaluated and scanning electron microscopy (SEM) was carried on the workpiece¿s surface and subsurface. The results obtained show that using (M40) class tool, and M-MM geometry (positive) with MTCVD coating provided a better surface finish than the (M25) class tool. Using the (SEM), it was also possible to highlight the defects generated in the machined surface such as microcavities, grooves generated by microchips, tool backcutting and the remaining material / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

O propósito deste trabalho é estudar as forças de corte envolvidas no processo de fresamento de bordas de chapas utilizadas para a fabricação de tubos de aço com costura e como estas variam em função dos parâmetros de corte utilizados. O objetivo é correlacionar estas forças à qualidade do acabamento superficial das bordas usinadas, uma vez que esta é fundamental para a qualidade final da solda do tubo. Para isso, foi construído um dinamômetro de mesa para medição das forças, e os dados foram analisados através do Método da Regressão Linear Múltipla. Os resultados obtidos demonstraram que, tanto para a força de corte quanto para a rugosidade da superfície usinada, o parâmetro que mais influencia é o avanço por dente, seguido pela largura de corte, sendo que o que menos influencia é a velocidade de avanço. Estes resultados foram comprovados com êxito no processo industrial foco deste estudo através da medição da corrente elétrica dos motores dos eixos-árvore e da vibração dos mesmos. / This work aims to study the cutting forces involved in the edge milling process for welded pipes manufacturing and how these forces vary due to the cutting parameters. The objective is to create a relationship between these forces and the surface roughness of the machined edges, once it\'s fundamental to the pipe weld quality. To do this, it was designed and manufactured a dynamometer, and the data was analyzed statistically by the Linear Multiple Regression Method. The results show that for the cutting forces as well as the surface roughness, the most significant parameter is the feed per tooth, followed by the cutting width and the feed speed. These results were successfully proven on the industrial process that is the focus of this study, through the spindle motors electric current and its vibration.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-09-20Bitstream added on 2014-06-13T20:35:21Z : No. of bitstreams: 1 suyama_di_me_ilha.pdf: 1507336 bytes, checksum: 25314bb28cba6a4bdcb4957ea5b7de49 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A usinagem é um dos processos de fabricação mais utilizados mundialmente. Com destacada importância no setor industrial, este processo se encontra em contínua evolução com o surgimento de novos materiais (com propriedades melhoradas), novas ferramentas (mais resistentes ao desgaste e de custo reduzido) e novas máquinas (mais rígidas, mais precisas e com maior nível de tecnologia embarcada). Neste contexto surgiu a usinagem com altas velocidades de corte que, apesar do surgimento na década de 1930, tem pesquisas realizadas no meio acadêmico e industrial, mais aberta e divulgadamente, há cerca de 20 anos. Entretanto, a maioria dos trabalhos refere-se, de um modo geral, a estudos sobre produtividade, custo, desempenho de ferramentas e máquinas-ferramentas, entre outros. Poucos estudos procuram investigar possíveis efeitos desse tipo de usinagem na integridade superficial do produto usinado. Em função dessa lacuna e do aprimoramento de processo de obtenção de aços ferríticos com grãos ultrafinos (com refino de grão em toda seção transversal), este trabalho visou descobrir se há efeito do fresamento com alta velocidade de corte (High-Speed Cutting - HSC) sobre a rugosidade quantitativa e visual, sobre o campo de tensões residuais presentes na superfície (mensurados por difração de raios X) e sobre comportamento em fadiga (através de flexão em quatro pontos) da peça usinada. Observou-se que, quantitativamente, a rugosidade melhorou 63% quando comparada à usinagem feita sob condições ditas convencionais. De modo análogo, o campo de tensões residuais (de tração para ambas as condições convencional e HSC) foi reduzido em 73% e a resistência à fadiga para um determinado número de ciclos foi elevada, porém com limite de fadiga igual para todas as condições de usinagem. Em suma, do ponto de vista do desempenho, a usinagem HSC provém melhorias significativas ao componente usinado / Machining is one of the most widely used manufacturing processes worldwide. With outstanding importance in the industrial sector, this process is continually evolving with the emergence of new materials (with improved properties), new tools (more wear resistance and low cost) and new machines (more stiffness, more precision and with a higher level of embedded technology). In this context came the machining with high speed cutting that, despite the rise in the 1930s, has researches conducted in academy and industry, with more emphasis, about 20 years ago. However, most of the works refers, in general, to studies on productivity, cost, performance of tools and machine tools, among others. Few studies seek to investigate possible effects of this type of machining on surface integrity of the machined product. Because of this gap on this subject and the enhancement of the process to obtain low carbon ferritic steels with ultrafine grains (with grain refinement throughout the whole cross section), this work searched whether there is effect of milling with high speed cutting (High-Speed Cutting - HSC) on the quantitative and visual roughness, on the residual stress field on the surface (measured by X-ray diffraction) and on the fatigue limit (by four point bending) of the workpiece. It was observed that, quantitatively and in average, the roughness reduced 63% when compared to machining done under stated conventional conditions. Similarly, the residual stress field (tensile for both conventional and HSC conditions) was reduced by 73% and the fatigue strength was improved, but with fatigue limit equal to all cutting conditions. In short, from the standpoint of performance, HSC machining brings significant improvements for the machined component

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-05-17Bitstream added on 2014-06-13T18:31:02Z : No. of bitstreams: 1 assis_clf_me_ilha.pdf: 4160188 bytes, checksum: af661727a1b0c2791d68616863a3adb8 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Este trabalho apresenta um estudo sobre a influência das condições de fresamento na formação de cavaco, microestrutura, dureza e rugosidade da peça. Foi ensaiado um aço baixo carbono 0,15%C com dois tamanhos de grão distintos. Para ambos os materiais da peça, empregou-se 8 condições de usinagem variando a velocidade de corte, o avanço da ferramenta e a profundidade de usinagem visando à aplicação da Análise de Variância (ANOVA), dando-se destaque à usinagem considerada como alta velocidade de corte e convencional. Os ensaios de fresamento de topo concordante a seco foram conduzidos em um centro de usinagem CNC de 11 kW de potência e rotação do eixo-árvore de 7.500 rpm. Utilizou-se ferramenta de diâmetro 25 mm com dois insertos de metal duro revestidos com Al2O3. Os resultados apontam para uma influência dos parâmetros de corte sobre todas as variáveis de resposta, exceto a macrodureza. Velocidades de corte e profundidades de usinagem maiores causaram deformação da microestrutura do material “como recebido” próxima à superfície fresada. Os mesmos parâmetros governaram o aumento da microdureza superficial e da profundidade da camada endurecida. O material com grãos ultrafinos não apresentou deformação da microestrutura próxima à superfície fresada nem aumento de microdureza superficial. A velocidade de corte influiu apenas na profundidade da camada endurecida. A rugosidade foi inversa e diretamente influenciada pela velocidade de corte e avanço da ferramenta, respectivamente, sendo dependente também do tamanho de grão do material da peça. Os mesmos parâmetros de corte influíram de forma significativa no ângulo de deformação da microestrutura dos cavacos, cuja classificação foi dependente do material e das condições de usinagem. / This work deals with the influence of milling conditions on chip formation, microstructure, hardness and roughness of workpiece. A 0.15%C low carbon steel with two different grain sizes was milled. For both workpiece materials eight milling conditions were employed where cutting speed, tool feed and depth of cut varied and combined aiming at Analysis of Variance application. The machining conditions considered as High-Speed Cutting (HSC) and Conventional were focused. The milling tests considering down-milling and dry conditions were carried out in a CNC machining center with 11 kW power and 7,500 rpm spindle rotation. A 25 mm diameter endmill with two inserts coated of Al2O3 was used. The results indicated the cutting parameters influenced on all output variables except the macrohardness. Greater cutting speed and depth of cut caused deformation of workpiece microstructure with 10.8 um grain size near milled surface. The same parameters governed the increase of surface microhardness and hardened layer depth. Refined grain material did neither present deformation of microstructure near milled surface nor increase of microhardness. The cutting speed influenced only on depth of hardened layer. Roughness was inverse and directly influenced by cutting speed and tool feed, respectively, and dependent on grain size of workpiece material. These parameters also influenced on deformation angle of chip microstructure which were classified as continuous for 10.8 um grain size and segmented for the ultrafine grain, in this case just for some milling conditions.

Made available in DSpace on 2016-12-12T20:25:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Everton Ruggeri.pdf: 24321266 bytes, checksum: d9116328281ce8d4d01d557335e3d70b (MD5) Previous issue date: 2014-09-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In recent years, the study of chatter vibrations has been intensifying in the machining of materials, however, the analysis of chatter vibration has been conducted only for machining of ductile materials and few studies analyzing these vibrations in machining of brittle materials are found in the literature. The chatter vibrations in machining process can considerably compromise the workpiece surface finish, tool wear and in some cases provide severe damage to the machine-tool. Thus there is an imminent need to expand the theory of chatter vibrations for the class of brittle materials. To analyze the vibrations of the process and zones where the process is stable, and where it is unstable, the stability lobes diagram was used. This diagram is constructed in most cases for applications at high speed cutting. In this work, the analysis of the stability lobe diagram was made for application at low cutting speed, where the phenomenon of damping arises. The damping is a crucial factor in the process, it increases system stability. The phenomenon of damping was considered in the formulation of chatter vibrations using the indentation model of Wu. Apart from consideration of the damping effect, an analysis of dynamic stiffness on the mechanical system adopted was made by means of a simulation using the peak to peak method of passing of the tool in the workpiece. For experiments validations, the signals of force and acceleration were acquired and an analysis was conducted in time and frequency domain to identify where the vibrations emerged. The workpiece surface finish and RMS value of the signals were checked and compared with the stability conditions of the process. The results demonstrated perfectly the consequences that the chatter vibrations present in machining of grey cast iron and proved that the stability lobe diagram shows good results to detect the vibrations in machining of brittle materials, determining the areas where the material removal should be avoid. / Nos últimos anos, o estudo das vibrações regenerativas tem-se intensificando na usinagem de materiais, entretanto, a análise das vibrações regenerativas vem sendo conduzidas apenas para a usinagem de materiais dúcteis e poucos trabalhos analisando essas vibrações na usinagem de materiais frágeis são encontrados na literatura. As vibrações regenerativas no processo de usinagem podem comprometer consideravelmente o acabamento superficial da peça, o desgaste da ferramenta e em alguns casos proporcionar danos severos à máquina-ferramenta. Por isso, há uma necessidade eminente de expandir a teoria das vibrações regenerativas para a classe de materiais frágeis. Para analisar as vibrações no processo e regiões onde se possui um corte estável e onde há um corte instável, foi utilizado o diagrama de lóbulos de estabilidade. Este diagrama é construído na grande maioria dos casos para aplicações em alta velocidade de corte. Neste trabalho, a análise do diagrama de lóbulos de estabilidade foi feita para ensaios em baixa velocidade de corte, onde o fenômeno de amortecimento surge. O amortecimento é um fator crucial no processo, pois aumenta a estabilidade do sistema. O fenômeno de amortecimento foi considerado na formulação das vibrações regenerativas utilizando o modelo de indentação de Wu. Além da consideração do amortecimento, uma análise da influência da rigidez no sistema mecânico adotado foi realizada por uma simulação utilizando o método pico a pico, da passagem da ferramenta no corpo de prova. Para validação dos experimentos realizados, os sinais de força e de aceleração foram adquiridos e uma análise foi conduzida no domínio do tempo e no domínio da frequência para identificar onde as vibrações surgiram. O acabamento superficial da peça e valor RMS dos sinais também foram verificados e comparados com as condições de estabilidade do processo. Os resultados demonstraram perfeitamente as consequências que as vibrações regenerativas apresentam na usinagem do ferro fundido cinzento e comprovam que o diagrama de lóbulos de estabilidade mostra bons resultados para identificação das vibrações na usinagem de materiais frágeis, determinando as zonas onde se deve evitar a remoção de material.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Elco da Silva.pdf: 3740304 bytes, checksum: b363ccd0dc2bdce0fadf7011311bf319 (MD5) Previous issue date: 2014-01-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / On the present days much effort has been given in the improvement of the strength of materials used in the automotive industry. And it is a great challenge to machine these materials due to the high machining time cycles and tools. This motivated several studies mainly for the Compacted Graphite Iron. The objective of this work is to evaluate the machinability of compacted graphite iron class 350 compared to compacted graphite iron class 400 and 450 and the grey iron class 300. The CGI 350 is object of study to be applied in cylinder heads. In the machinability of a cylinder head, one of the most important process is milling, which was chosen to evaluate these materials. To perform the tests two types of tools (inserts) were used: carbide and CBN. There were used two cutting speeds (Vc) for the carbide tools and one for the CBN. The machinability criteria used were: maximum tool wear (VBmax), edge wear, the power consumed by the machine tool and the roughness of the surface. The result show that, with the increase of the cutting speed, there is higher tool wear. Also the compacted graphite iron presented lower machinability compared to the grey iron. It is also noted that, with higher percentage of ferrite in compacted graphite iron, there is a higher tool wear. The compacted graphite iron class 450 presented the higher power consumption during milling. This alloy has the greatest strength and hardness among the materials studied. Regarding the surface finish of the materials, the compacted graphite iron class 450 presented the best results evaluated in the beginning and at the end of tool lives for both cutting speeds. / Atualmente trabalha-se muito na melhoria da resistência mecânica dos materiais utilizados na confecção de peças automotivas. E está sendo um desafio para a usinagem realizar seu processo nesses materiais, devido ao alto tempo de usinagem e alto custo com ferramentas de corte. Esta foi uma dificuldade inicial no desenvolvimento de blocos de motor em ferro fundido vermicular, e que motivou uma série de estudos. O objetivo deste trabalho é avaliar a usinabilidade do ferro fundido vermicular classe 350 comparando com o vermicular classe 400 e 450 e o cinzento classe 300. O ferro fundido vermicular classe 350 está sendo estudado para aplicação em cabeçotes de motores. Na usinagem de um cabeçote de motor o processo de fresamento é um dos principais aplicados a esta peça, foi escolhido este processo para realizar a avaliação da usinabilidade nestes materiais. Para a realização dos testes foram utilizados dois tipos de insertos para a ferramenta (fresa), o inserto de metal duro (MD) e o inserto de nitreto cúbico de Boro (CBN). Adotaram-se duas condições de cortes diferentes para o inserto de MD, com o intuito de avaliar o comportamento da usinabilidade com o aumento da velocidade de corte (Vc) e uma condição de corte para o inserto de CBN. Os testes de usinabilidade foram realizados de três formas: avaliação do desgaste de flanco máximo (VBmáx.) do inserto, a potência consumida de corte pelos eixos da máquina durante a usinagem e a avaliação do acabamento da superfície usinada (rugosidade) do corpo de prova. Os resultados mostram que com o aumento da velocidade de corte para ambos os materiais em estudo, há um aumento do desgaste da ferramenta, e que as ligas em ferro fundido vermicular foram as que apresentaram pior usinabilidade quando comparado com o ferro fundido cinzento. Observa-se também que com o aumento de ferrita na matriz das ligas em vermicular ocorreu um maior desgaste da ferramenta. O ferro fundido vermicular classe 450 foi o que causou a maior potência consumida de corte durante a usinagem, sendo esta liga a que possui o maior limite de resistência e a maior dureza entre os materiais estudados. Com relação ao acabamento da superfície usinada, o ferro fundido vermicular classe 450 foi também o que obteve o melhor resultado, tanto na avaliação de início de vida do inserto quanto no fim de vida para ambos os ensaios realizados.

Este trabalho abrange o estudo do processo convencional de fabricação de moldes e matrizes, ou seja, passando por processos de fresamento, eletroerosão e lixamento. Estes três processos foram aplicados ao material AISI H13, usualmente empregado na fabricação de moldes e matrizes. Além disso, foram variadas condições de usinagem, como o uso de fluído de corte. No material, a integridade da superfície foi avaliada através: da rugosidade; da dureza; da existência de deformações plásticas, trincas, tensões residuais; entre outros. No processo de fresamento foram encontradas deformações plásticas que variam de 5 μm a 8 μm. Já para o processo de EDM, foi encontrada uma camada branca de aproximadamente 20 μm. Para o lixamento constataram-se marcas de riscos e micro-rupturas. O perfil de dureza encontrado para as condições empregadas mostram um valor médio menor próximo a borda do que para a base do material. Os resultados de ruído magnético de Barkhausen mostraram que os processos de usinagem empregados modificaram a estrutura da sub-superfície dos corpos-de-prova usinados, o que pode ser percebido também para os valores medidos de tensão residual pela técnica de difração de raio X. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-05-14T18:16:32Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Juliano M Oliveira.pdf: 16772078 bytes, checksum: 2563eb47fc3f04e372ff4f36edadc956 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-14T18:16:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Juliano M Oliveira.pdf: 16772078 bytes, checksum: 2563eb47fc3f04e372ff4f36edadc956 (MD5) / This work includes the conventional way of die and mold production. Process such as milling, EDM and sanding are discussed. These three processes of die and mold making were applied to the AISI H13 material, that is wide used by die and mold makers to produce the mold s parts. Besides that, some conditions were modified such as the cutting fluids applications. The surface integrity was observed in the machined material by the follow itens: the roughness, the hardness, the plastic deformations existence, chippings, residual tensile, among others features were observed. In the milling process the plastic deformations varied from 5 μm to 8 μm and a white layer with about 20 μm were found to the EDM process. In the sanding process were found risks mark s and micro-breaches. The average value measured for the hardness profile shows that in the boundary there is a low value than in the material base. The Barkhausen noise results show that the machining process employed had changed the sub-surface of the blank material. This changed can be seen analyzing the stress results measured by X ray diffraction.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:58:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RamsesOCL_DISSERT.pdf: 6940131 bytes, checksum: ccaad3b0fc7afbcfa4cdd535d7f2c612 (MD5) Previous issue date: 2011-07-29 / This work presents the results, analyses and conclusions about a study carried out with objective of minimizing the thermal cracks formation on cemented carbide inserts during face milling. The main focus of investigation was based on the observation that milling process is an interrupted machining process, which imposes cyclic thermal loads to the cutting tool, causing frequent stresses changes in its superficial and sub-superficial layers. These characteristics cause the formation of perpendicular cracks from cutting edge which aid the cutting tool wear, reducing its life. Several works on this subject emphasizing the thermal cyclic behavior imposed by the milling process as the main responsible for thermal cracks formation have been published. In these cases, the phenomenon appears as a consequence of the difference in temperature experienced by the cutting tool with each rotation of the cutter, usually defined as the difference between the temperatures in the cutting tool wedge at the end of the cutting and idle periods (T factor). Thus, a technique to minimize this cyclic behavior with objective of transforming the milling in an almost-continuous process in terms of temperature was proposed. In this case, a hot air stream was applied into the idle period, during the machining process. This procedure aimed to minimize the T factor. This technique was applied using three values of temperature from the hot air stream (100, 350 e 580 oC) with no cutting fluid (dry condition) and with cutting fluid mist (wet condition) using the hot air stream at 580oC. Besides, trials at room temperature were carried out. Afterwards the inserts were analyzed using a scanning electron microscope, where the quantity of thermal cracks generated in each condition, the wear and others damages was analyzed. In a general way, it was found that the heating of the idle period was positive for reducing the number of thermal cracks during face milling with cemented carbide inserts. Further, the cutting fluid mist application was effective in reducing the wear of the cutting tools. / Este trabalho apresenta os resultados, an?lises e conclus?es de um estudo realizado com objetivo de minimizar o processo de forma??o e evolu??o de trincas de origem t?rmica em insertos de metal duro usados no fresamento frontal. O foco principal da pesquisa baseou-se na observa??o de que, por ser um processo de corte interrompido, o fresamento imp?e um carregamento t?rmico c?clico ? ferramenta de corte, conduzindo a frequentes varia??es de tens?es nas camadas superficial e sub-superficial de seu gume cortante. Tal caracter?stica leva ? forma??o de trincas no substrato, perpendiculares a aresta de corte, as quais auxiliam na acelera??o do desgaste e no fim de vida da ferramenta. Muitos trabalhos foram publicados sobre o assunto enfatizando a ciclagem t?rmica imposta pelo processo de fresamento como a principal causa da forma??o das trincas t?rmicas. Neste caso, o fen?meno surge como conseq??ncia da diferen?a de temperatura sofrida pela ferramenta de corte a cada giro da fresa, normalmente definida pela diferen?a entre as temperaturas no gume cortante imediatamente ao final das fases ativa e inativa (fator T). Assim, prop?s-se neste trabalho uma t?cnica que visa amenizar esta ciclagem t?rmica caracter?stica, por aproximar o fresamento frontal de um processo quase cont?nuo do ponto de vista t?rmico. Neste caso, um jato de ar quente foi aplicado na fase inativa da fresa durante todo o processo de usinagem, com objetivo de minimizar o fator T. Esta t?cnica foi aplicada usando tr?s valores de temperatura do jato de ar, 100, 350 e 580 ?C na condi??o a seco e 580?C na condi??o com fluido de corte aplicado por n?voa. Al?m disso, tamb?m foram realizados ensaios a temperatura ambiente. Ao final dos ensaios de fresamento, os insertos foram conduzidos a um microsc?pio eletr?nico de varredura, onde a quantidade de trincas t?rmicas geradas em cada condi??o, o desgaste e demais avarias foram analisadas. De maneira geral, observou-se que o aquecimento da fase inativa forneceu resultados positivos na redu??o da quantidade de trincas t?rmicas no fresamento frontal com insertos de metal duro. Al?m disso, a aplica??o de fluido de corte por n?voa foi eficaz na diminui??o do desgaste das ferramentas de corte ensaiadas.

O propósito deste trabalho é estudar as forças de corte envolvidas no processo de fresamento de bordas de chapas utilizadas para a fabricação de tubos de aço com costura e como estas variam em função dos parâmetros de corte utilizados. O objetivo é correlacionar estas forças à qualidade do acabamento superficial das bordas usinadas, uma vez que esta é fundamental para a qualidade final da solda do tubo. Para isso, foi construído um dinamômetro de mesa para medição das forças, e os dados foram analisados através do Método da Regressão Linear Múltipla. Os resultados obtidos demonstraram que, tanto para a força de corte quanto para a rugosidade da superfície usinada, o parâmetro que mais influencia é o avanço por dente, seguido pela largura de corte, sendo que o que menos influencia é a velocidade de avanço. Estes resultados foram comprovados com êxito no processo industrial foco deste estudo através da medição da corrente elétrica dos motores dos eixos-árvore e da vibração dos mesmos. / This work aims to study the cutting forces involved in the edge milling process for welded pipes manufacturing and how these forces vary due to the cutting parameters. The objective is to create a relationship between these forces and the surface roughness of the machined edges, once it\'s fundamental to the pipe weld quality. To do this, it was designed and manufactured a dynamometer, and the data was analyzed statistically by the Linear Multiple Regression Method. The results show that for the cutting forces as well as the surface roughness, the most significant parameter is the feed per tooth, followed by the cutting width and the feed speed. These results were successfully proven on the industrial process that is the focus of this study, through the spindle motors electric current and its vibration.

Orientador: Auteliano Antunes dos Santos Júnior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-16T08:34:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Buenos_AlexandreAparecido_M.pdf: 7987843 bytes, checksum: e9789b79f50624aea527663a778fd255 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O processo de usinagem de materiais metálicos causa tensões residuais que podem alcançar valores significativos e influenciar na vida em serviço de componentes mecânicos. Definir o processo adequado para cada aplicação requer a previsão de quão elevada será a tensão gerada em função das variáveis do processo utilizado. Para a usinagem de chapas planas por fresamento de topo, as tensões e deformações criadas se encontram próximas à superfície, que é onde se iniciam as principais falhas de componentes mecânicos. A fim de conhecer os valores das tensões resultantes é necessário medi-las, mas os métodos destrutivos usuais são trabalhosos, requerem a reconstrução do campo de tensões a partir do alívio das tensões e nem sempre podem ser utilizados. Os métodos não destrutivos mais comuns requerem equipamentos especializados, condições controladas e quase sempre são capazes de determinar as tensões apenas na superfície. Este trabalho propõe um método alternativo para a avaliação da intensidade das tensões geradas pelo processo de usinagem, utilizando ondas longitudinais criticamente refratadas (Lcr) e a teoria acustoelástica. O trabalho consiste em avaliar o efeito da variação dos principais parâmetros de usinagem: a velocidade de corte, o avanço e a profundidade de usinagem. Foram ensaiadas amostras de aço carbono de média resistência ASTM A36, utilizado em componentes estruturais. Tais amostras foram usinadas em diversas combinações de parâmetros, o que permitiu a criação de um conjunto de relações entre os parâmetros e a tensão resultante, e que pode ser usada para a definição do melhor ajuste dos parâmetros para cada aplicação / Abstract: The process of machining of metallic materials generates residual stresses that can reach significant values and influence the service life of mechanical components. The definition of process for every application requires a forecast of how high the stress will be generated according to the process variables used. For the machining of flat sheet using face milling, the stresses and strains are created near the surface, which is where the main failures of the mechanical components start. In order to know the magnitude of stresses it is necessary to measure them, but the usual destructive methods are complex, require the reconstruction of the stress field from the relief stress and can not always be used. The nondestructive methods frequently require specialized equipment, controlled conditions and almost always are be able to determine the stresses on the surface only. This dissertation proposes an alternative method for assessing the intensity of the residual stresses generated by the machining process, using critically refracted longitudinal waves (Lcr) and the acustoelastic theory. The work is to evaluate the effect of variation of the main machining parameters: cutting speed, feed per tooth and depth of cut in machining. We tested samples of carbon steel ASTM A36 of medium strength, used in structural components. These samples were machined in various combinations of parameters, which allowed the creation of a set of relationships between the parameters and the resulting stress. These can be used to define the best fit of the parameters for each application / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica